KR20230126326A - 인덱스 장치 - Google Patents

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KR20230126326A KR1020220023324A KR20220023324A KR20230126326A KR 20230126326 A KR20230126326 A KR 20230126326A KR 1020220023324 A KR1020220023324 A KR 1020220023324A KR 20220023324 A KR20220023324 A KR 20220023324A KR 20230126326 A KR20230126326 A KR 20230126326A
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Abstract

본 발명은 모터에 의하여 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 치합하여 회전하는 하나 이상의 종동부를 포함하며;
상기 구동부는 모터에 의해 회전하는 구동축과, 상기 구동축에 설치되며 원주 방향으로 일부 구간에 구동기어이를 가지는 구동기어와, 상기 구동축에 구동기어의 일측으로 설치된 구동부캠을 포함하고;
상기 종동부는 상기 구동축으로부터 이격되며 구동축과 나란한 종동축과, 상기 종동축에 설치되어 상기 구동기어이와 치합하는 종동기어이를 가지는 종동기어와, 상기 종동축에 종동기어의 일측으로 설치된 종동부캠을 포함하며;
상기 구동부캠은 회전하면서 종동캠접촉부와 접하는 구동캠접촉부와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 구동캠비접촉부를 가지며; 상기 종동부캠은 오목하게 원호형으로 형성된 종동캠접촉부와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 종동캠비접촉부를 가지며;
상기 구동기어이는 원주 방향으로 구동캠비접촉부 구간에 구비되어, 구동기어이가 종동기어이에 치합하는 구간에서 종동부캠과 구동부캠은 접촉하지 않고, 구동기어이와 종동기어이의 치합이 해제되는 구간에서 상기 구동캠접촉부와 종동캠접촉부가 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치에 관한 것이다.

Description

인덱스 장치{An index device}
본 발명은 인덱스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간단하고, 제조가 용이하며, 작동 오류가 발생하지 않는 인덱스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인덱스 장치는 공작 기계에서 부품의 가공, 조립, 이송, 포장, 프레스작업을 비롯하여 용접, 리벳, 권선, 시험기 등 일괄된 연속 작업을 효과적으로 수행할 수 있도록 회전테이블체가 정확하게 분할된 각도로 회전하게 되는 장치이다.
종래의 인덱스 장치는 서보 모터를 사용하게 되므로, 정확한 각도로 테이블의 회전을 조절할 수 있으나 구조가 복잡하고 비용이 많이 든다는 문제점이 발생하며, 작동 중 오류 발생 가능성이 있었다.
대한민국 등록번호 제10-2199181호 등록특허공보 대한민국 등록번호 제10-1795715호 등록특허공보
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 구조가 간단하고 작동이 확실하여 오차 발생이 없는 인덱스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 모터에 의하여 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 치합하여 회전하는 하나 이상의 종동부를 포함하며;
상기 구동부는 모터에 의해 회전하는 구동축과, 상기 구동축에 설치되며 원주 방향으로 일부 구간에 구동기어이를 가지는 구동기어와, 상기 구동축에 구동기어의 일측으로 설치된 구동부캠을 포함하고;
상기 종동부는 상기 구동축으로부터 이격되며 구동축과 나란한 종동축과, 상기 종동축에 설치되어 상기 구동기어이와 치합하는 종동기어이를 가지는 종동기어와, 상기 종동축에 종동기어의 일측으로 설치된 종동부캠을 포함하며;
상기 구동부캠은 원주 방향으로 일부 구간에 구비되어 회전하면서 종동캠접촉부와 접하며 구동축과 동심인 원호형의 구동캠접촉부와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 구동캠비접촉부를 가지며;
상기 종동부캠은 상기 구동캠접촉부와 동심이 되도록 오목하게 원호형으로 형성된 종동캠접촉부와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 종동캠비접촉부를 가지며;
상기 구동기어이는 원주 방향으로 구동캠비접촉부 구간에 구비되어, 구동기어이가 종동기어이에 치합하는 구간에서 종동부캠과 구동부캠은 접촉하지 않고, 구동기어이와 종동기어이의 치합이 해제되는 구간에서 상기 구동캠접촉부와 종동캠접촉부가 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치를 제공한다.
상기에서, 종동부는 복수로 구비되며; 각 종동부는 1개의 종동캠접촉부 또는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격된 2개 이상의 종동캠접촉부 중 하나를 가지는 종동부캠을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기에서, 구동캠비접촉부 구간에 구비된 구동기어이의 개수는 종동캠비접촉부 구간에 구비된 종동기어이의 개수보다 1개 많은 것을 특징으로 한다.
상기에서, 종동캠접촉부 구간에 구비된 종동기어이의 개수는 적어도 3개인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인덱스 장치는 구조가 간단하여 제조가 간단하며, 다양한 변형이 가능하고, 작동이 확실하여 오차 발생이 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 인덱스 장치를 도시한 개략적인 평면도이며,
도 2는 본 발명에 따르는 인덱스 장치의 구동부와 종동부의 구동을 설명하기 위하여 도 1의 A방향에서 도시한 것이며,
도 3은 도 2의 변형 예이고,
도 4는 도 2의 다른 변형 예이고,
도 5는 도 2의 또 다른 변형 예이며,
도 6은 복수의 종동부를 가지는 경우를 설명하기 위하여 도시한 것이다.
본 발명의 설명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명의 설명에 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명의 설명에 사용되는 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 인덱스 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따르는 인덱스 장치를 도시한 개략적인 평면도이며, 도 2는 본 발명에 따르는 인덱스 장치의 구동부와 종동부의 구동을 설명하기 위하여 도 1의 A방향에서 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 변형 예이고, 도 4는 도 2의 다른 변형 예이고, 도 5는 도 2의 또 다른 변형 예이며, 도 6은 복수의 종동부를 가지는 경우를 설명하기 위하여 도시한 것이다.
이하의 설명에서 도 1에서 가로 방향을 폭 방향으로 하고, 세로 방향을 상하 방향으로 하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 인덱스 장치(100)는 프레임(110)과, 모터(120)와, 구동부(130)와, 종동부(140)를 포함하여 이루어진다.
상기 프레임(110)은 판상으로 구비된다. 상기 프레임(110)은 서로 마주하여 나란하게 이격 구비되다. 상기 프레임(110)은 상하 방향으로 이격되어 구비된다. 서로 이격된 상기 프레임(110) 사이에는 서로 이격된 복수의 지지대(도시하지 않음)가 더 구비된다. 상기 지지대는 상하 방향으로 연장된 막대 형태로 구비되어, 양단이 각각 프레임(110)에 고정 구비된다. 상기 지지대는 프레임(110) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다.
상기 모터(120)는 상기 프레임(110)의 하부에 구비된다. 상기 모터(120)의 모터축에는 감속기(121)가 연결되어 구비된다. 상기 모터(120)는 감속기(121)가 일체로 구비된 형태로 하는 것도 가능하다.
상기 구동부(130)는 상기 모터(120)에 연결되어 모터(120)에 의하여 구동된다. 상기 구동부(130)는 구동축(131)과, 구동기어(133)와, 구동부캠(135)을 포함하여 이루어진다.
상기 구동축(131)은 상하 방향으로 연장 구비된다. 상기 구동축(131)은 상기 모터(120)에 의하여 회전한다. 상기 구동축(131)은 상기 모터(120)의 모터축에 연결되어 베어링(도시하지 않음)에 의하여 상기 프레임(110)에 회전 가능하게 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구동기어(133)는 상기 구동축(131)에 설치된다. 상기 구동기어(133)는 구동축(131)에 설치되어 구동축(131)과 일체로 회전한다. 상기 구동기어(133)에는 원주 방향으로 일부 구간에 구동기어이(1331)를 가진다. 상기 구동기어이(1331)는 원주 방향으로 구동부캠(135)의 구동캠비접촉부(1353) 구간에 구비된다.
상기 구동부캠(135)은 상기 구동축(131)에 구동기어(133)의 일측으로 설치된다. 상기 구동부캠(135)은 구동축(131)에 상기 구동기어(133) 일측으로 설치되어 구동축(131)과 일체로 회전한다. 상기 구동부캠(135)은 원주 방향으로 일부 구간에 구비되는 구동캠접촉부(1351)와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 구동캠비접촉부(1353)를 가진다.
상기 구동캠접촉부(1351)는 상기 구동축(131)과 동심인 원호형으로 형성된다. 상기 구동캠접촉부(1351)의 지름은 상기 구동기어이(1331)가 이루는 피치원 직경과 같거나 미소 크기만큼 크게 형성된다. 상기 구동캠접촉부(1351)는 구동축(131)을 중심으로 회전하면서 종동부캠(145)의 종동캠접촉부(1453)와 접하여 구비된다. 구동캠접촉부(1351)와 종동캠접촉부(1453)는 미끄럼 접촉하며, 곡률 반경은 같은 크기로 형성된다.
상기 구동캠비접촉부(1353)는 도 2에서 구동캠비접촉부(1353)의 곡률 반경이 구동캠접촉부(1351)의 곡률 반경보다 작은 원호형으로 도시하였으나, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 오목한 홈부로 형성될 수 있다. 상기 구동캠비접촉부(1353)는 원주 방향 양측이 반경 방향 연장된 연결부(1355)로 상기 구동캠접촉부(1351)와 연결된다.
상기 종동부(140)는 상기 구동부(130)와 치합하여 회전한다. 상기 종동부(140)는 하나 이상 구비된다. 상기 종동부(140)는 종동축(141)과, 종동기어(143)와, 종동부캠(145)을 포함하여 이루어진다.
상기 종동축(141)은 상하 방향으로 연장 구비된다. 상기 종동축(141)은 상기 구동축(131)으로부터 이격되며 구동축(131)과 나란하게 구비된다. 상기 종동축(141)은 상단이 상기 프레임(110)을 관통하여 상향 돌출 구비된다. 상기 종동축(141)은 베어링(도시하지 않음)에 의하여 상기 프레임(110)에 회전 가능하게 설치된다.
상기 종동기어(143)는 상기 종동축(141)에 설치된다. 상기 종동기어(143)는 종동축(141)에 설치되어 종동축(141)과 일체로 회전한다. 상기 종동기어(143)는 상기 구동기어(133)의 구동기어이(1331)와 치합하는 종동기어이(1431)를 가진다. 상기 종동기어이(1431)는 원주 방향을 따라 종동기어(143)의 전 구간에 구비된다.
상기 종동부캠(145)은 상기 종동축(141)에 종동기어(143)의 일측으로 설치된다. 상기 종동부캠(145)은 종동축(141)에 상기 종동기어(143)의 일측으로 설치되어 종동축(141)과 일체로 회전한다. 상기 종동부캠(145)은 상기 구동캠접촉부(1351)와 동심이 되도록 오목하게 형성된 종동캠접촉부(1453)와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 종동캠비접촉부(1451)를 가진다.
상기 종동캠접촉부(1453)는 상기 구동캠접촉부(1351)와 동심인 원호형으로 형성된다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 종동캠접촉부(1453) 구간에는 상기 종동기어(143)의 종동기어이(1431)가 적어도 3개 구비된다. 상기 종동캠접촉부(1453)는 원주 방향을 따라 이격되어 복수로 형성될 수 있다. 상기 종동캠접촉부(1453)가 복수로 형성되는 경우, 상기 종동캠접촉부(1453)는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되어 형성된다. 상기 종동캠접촉부(1453)는 종동축(141)을 중심으로 회전하면서 구동부캠(135)의 구동캠접촉부(1351)와 접하여 구비된다.
도 2에서 상기 종동캠비접촉부(1451)는 종동축(141)과 동심인 원호형으로 도시하였으나, 상기 종동캠비접촉부(1451)는 상기 구동캠비접촉부(1353)와 접촉되지 않는 다양한 형태로 할 수 있다.
상기 인덱스 장치(100)는 구동기어이(1331)와 종동기어이(1431)가 치합된 상태에서, 구동부캠(135)의 구동캠비접촉부(1353)와 종동부캠(145)의 종동캠비접촉부(1451)는 서로 접촉되지 않으며, 구동부캠(135)과 종동부캠(145)은 각각 구동기어(133) 및 종동기어(143)와 일체로 회전한다.
상기 구동기어이(1331)는 원주 방향으로 구동캠비접촉부(1353) 구간에 구비되어, 구동기어이(1331)가 종동기어이(1431)에 치합하는 구간에서 종동부캠(145)과 구동부캠(135)은 접촉하지 않고, 구동기어이(1331)와 종동기어이(1431)의 치합이 해제되는 구간에서 상기 구동캠접촉부(1351)와 종동캠접촉부(1453)가 미끄럼 접촉한다.
상기 구동기어이(1331)와 종동기어이(1431)의 치합이 해제되는 구간에서는 볼록한 원호 형태인 상기 구동캠접촉부(1351)가 오목한 원호 형태인 종동캠접촉부(1453)에 미끄럼 접촉하므로, 종동축(141)의 회전이 방지되어, 구동기어이(1331)와 종동기어이(1431)의 치합이 해제된 후 관성에 의하여 종동축(141)이 회전하는 것이 방지된다. 따라서 구동기어(133)의 회전에 따라 종동축(141)의 회전이 정밀하게 제어된다.
상기 구동캠비접촉부(1353) 구간에서 구동기어(133)에 구비된 구동기어이(1331)의 개수는 종동캠비접촉부(1451) 구간에서 종동기어(143)에 구비된 종동기어이(1431)의 개수보다 1개 많다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 구동기어이(1331)가 원주 방향으로 구동캠비접촉부(1353) 구간에 18개가 구비되면, 종동캠비접촉부(1451) 구간에 구비된 종동기어이(1431)는 이보다 1개 적은 17개가 구비된다. 이때, 상기 종동캠접촉부(1453) 구간에는 적어도 3개의 종동기어이(1431)가 구비된다.
도 3과 같이 종동캠접촉부(1453)가 2개 구비되는 경우 상기 종동캠접촉부(1453)는 180°간격으로 이격되어 형성되고, 도 4와 같이 종동캠접촉부(1453)가 3개 구비되는 경우 상기 종동캠접촉부(1453)는 120°간격으로 이격되어 형성되고, 도 5와 같이 종동캠접촉부(1453)가 4개 구비되는 경우 상기 종동캠접촉부(1453)는 90°간격으로 이격되어 형성된다.
이때 구동기어이(1331)가 원주 방향으로 구동캠비접촉부(1353) 구간에 8개가 구비되면, 종동캠비접촉부(1451) 구간에 구비된 종동기어이(1431)는 이보다 1개 적은 7개가 구비되고, 상기 종동캠접촉부(1453) 구간에는 적어도 3개의 종동기어이(1431)가 구비된다.
상기 종동캠접촉부(1453) 구간에는 적어도 3개의 종동기어이(1431)가 구비된다. 상기 종동캠접촉부(1453) 구간에 구비된 종동기어이(1453)의 개수는 적어도 3개가 구비되어 구동기어(133)와 종동기어(143) 간의 동력 전달이 원활하고, 기어 치합의 해제와 결합 구간에서 정밀하게 동력 전달이 해제되고 연결될 수 있다.
기어에 대한 도시는 생략된 도 6과 같이, 상기 종동부(140)는 구동부(130)에 복수로 구비될 수 있다. 상기 종동부(140)는 복수로 구비되며, 복수의 종동부(140)는 각각 1개의 종동캠접촉부(1453) 또는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격된 2개 이상의 종동캠접촉부(1435) 중 하나를 가지는 종동부캠(145)을 구비할 수 있다. 이때 복수의 종동부캠(145)은 각각 구동부(130)의 회전에 따라 정밀하게 제어된다.
100: 인덱스 장치 110: 프레임
120: 모터 130: 구동부
140: 종동부

Claims (4)

  1. 모터(120)에 의하여 구동되는 구동부(130)와, 상기 구동부(130)와 치합하여 회전하는 하나 이상의 종동부(140)를 포함하며;
    상기 구동부(130)는 모터(120)에 의해 회전하는 구동축(131)과, 상기 구동축(131)에 설치되며 원주 방향으로 일부 구간에 구동기어이(1331)를 가지는 구동기어(133)와, 상기 구동축(131)에 구동기어(133)의 일측으로 설치된 구동부캠(135)을 포함하고;
    상기 종동부(140)는 상기 구동축(131)으로부터 이격되며 구동축(131)과 나란한 종동축(141)과, 상기 종동축(141)에 설치되어 상기 구동기어이(1331)와 치합하는 종동기어이(1431)를 가지는 종동기어(143)와, 상기 종동축(141)에 종동기어(143)의 일측으로 설치된 종동부캠(145)을 포함하며;
    상기 구동부캠(135)은 원주 방향으로 일부 구간에 구비되어 회전하면서 종동캠접촉부(1453)와 접하며 구동축(131)과 동심인 원호형의 구동캠접촉부(1351)와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 구동캠비접촉부(1353)를 가지며;
    상기 종동부캠(145)은 상기 구동캠접촉부(1351)와 동심이 되도록 오목하게 원호형으로 형성된 종동캠접촉부(1453)와, 원주 방향으로 나머지 구간에 구비된 종동캠비접촉부(1451)를 가지며;
    상기 구동기어이(1331)는 원주 방향으로 구동캠비접촉부(1353) 구간에 구비되어, 구동기어이(1331)가 종동기어이(1431)에 치합하는 구간에서 종동부캠(145)과 구동부캠(135)은 접촉하지 않고, 구동기어이(1331)와 종동기어이(1431)의 치합이 해제되는 구간에서 상기 구동캠접촉부(1351)와 종동캠접촉부(1453)가 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 종동부(140)는 복수로 구비되며; 각 종동부(140)는 1개의 종동캠접촉부(1453) 또는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격된 2개 이상의 종동캠접촉부(1435) 중 하나를 가지는 종동부캠(145)을 구비한 것을 특징으로 하는 하는 인덱스 장치(100).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 구동캠비접촉부(1353) 구간에서 구동기어(133) 구비된 구동기어이(1331)의 개수는 종동캠비접촉부(1451) 구간에서 종동기어(143)에 구비된 종동기어이(1431)의 개수보다 1개 많은 것을 특징으로 하는 인덱스 장치(100).
  4. 제3 항에 있어서, 상기 종동캠접촉부(1453) 구간에 구비된 종동기어이(1453)의 개수는 적어도 3개인 것을 특징으로 하는 인덱스 장치.
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